JPH1137558A - Liquid heating method - Google Patents
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- JPH1137558A JPH1137558A JP19582497A JP19582497A JPH1137558A JP H1137558 A JPH1137558 A JP H1137558A JP 19582497 A JP19582497 A JP 19582497A JP 19582497 A JP19582497 A JP 19582497A JP H1137558 A JPH1137558 A JP H1137558A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を加熱手段に
流通させて加熱する加熱装置に適用される液体加熱方法
に関し、特に、上記液体の加熱開始時における加熱時間
の短縮を図るための液体加熱方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid heating method applied to a heating apparatus for heating a liquid by flowing the liquid through a heating means, and more particularly to a liquid heating method for shortening the heating time at the start of heating the liquid. It relates to a heating method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造ラインにおけるシリコンウエ
ハの洗浄や、液晶製造ラインにおけるガラス基板の洗浄
等には洗浄液として超純水が使用されるが、この超純水
は、使用に際して例えば80℃程度に加熱する必要があ
るので、予め、加熱装置で加熱される。2. Description of the Related Art Ultrapure water is used as a cleaning liquid for cleaning a silicon wafer in a semiconductor production line and for cleaning a glass substrate in a liquid crystal production line. Since it is necessary to heat, it is heated in advance by a heating device.
【0003】この超純水を加熱する装置は、該超純水を
加熱手段に流通させて加熱するように構成されている。
この加熱装置においては、常時、所定量(例えば、18
l/min)の超純水を加熱手段に流通させている
が、これは、この超純水の流通が長時間停止すると、有
機炭素等の粒子を形成する有害菌が該超純水中に発生す
るからである。[0003] The apparatus for heating ultrapure water is configured to flow the ultrapure water through a heating means for heating.
In this heating device, a predetermined amount (for example, 18
1 / min) of ultrapure water is passed through the heating means. If the flow of the ultrapure water is stopped for a long time, harmful bacteria that form particles such as organic carbon will flow into the ultrapure water. Because it occurs.
【0004】なお、上記加熱手段は、上記超純水の流通
が可能な容器に加熱源を配設した構造を有する。[0004] The heating means has a structure in which a heating source is provided in a container through which the ultrapure water can flow.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記加熱装置の加熱手
段には、所定量の超純水が常時流通しているので、この
加熱手段が加熱動作を開始した時点においても、該加熱
手段の内部を超純水が流通している。Since a predetermined amount of ultrapure water is constantly flowing through the heating means of the above-mentioned heating device, even when the heating means starts the heating operation, the inside of the heating means is not heated. The ultrapure water is in circulation.
【0006】超純水が流通している状態で加熱手段を始
動した場合、該加熱手段が発生した熱エネルギーがこの
流通する超純水によって次々と持ち去られることにな
り、そのため、従来、以下のような不都合を生じてい
た。When the heating means is started while ultrapure water is flowing, the heat energy generated by the heating means is successively carried away by the flowing ultrapure water. Such inconvenience has occurred.
【0007】a. 加熱手段が加熱を開始してから該加
熱手段の出口温度が目標温度に到達するまでの待ち時間
が長くなり、これは、洗浄作業の開始を遅らせる。b.
上記待ち時間の間に流通する多量の超純水が廃棄され
ることになるので、不経済である。c. 上記熱エネル
ギーの持ち出しのために、この熱エネルギーが無駄に消
費される。A. The waiting time from when the heating means starts heating to when the outlet temperature of the heating means reaches the target temperature becomes longer, which delays the start of the cleaning operation. b.
A large amount of ultrapure water circulating during the waiting time is discarded, which is uneconomical. c. This heat energy is wastefully consumed for taking out the heat energy.
【0008】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、上記
超純水等の液体の加熱に要する待ち時間を短縮すること
ができる液体加熱方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a liquid heating method capable of shortening the waiting time required for heating a liquid such as ultrapure water in view of the above situation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、所定流量の液
体を加熱手段に流通させて加熱する加熱装置に適用され
るものであり、請求項1に係る発明では、前記加熱手段
の加熱開始以後、この加熱手段への前記液体の供給を一
定時間停止して該加熱手段内の液体を静止状態にする工
程と、前記一定時間が経過した時点で前記加熱手段に前
記所定流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手段の出
口温度が所定の目標温度に維持されるように前記加熱手
段を制御する工程とを含むことを特徴としている。The present invention is applied to a heating device for heating a liquid by flowing a predetermined flow rate of liquid through the heating means. In the invention according to the first aspect, heating of the heating means is started. Thereafter, a step of stopping the supply of the liquid to the heating means for a predetermined time to bring the liquid in the heating means into a stationary state, and supplying the liquid at the predetermined flow rate to the heating means when the predetermined time has elapsed. And simultaneously controlling the heating means so that the outlet temperature of the heating means is maintained at a predetermined target temperature.
【0010】また、請求項2に係る発明では、前記加熱
手段の加熱開始以後、この加熱装置に微少量の前記液体
を一定時間供給して該加熱手段内の液体を僅かに流動さ
せる工程と、前記一定時間が経過した時点で前記加熱手
段に前記所定流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手
段の出口温度が所定の目標温度に維持されるように前記
加熱手段を制御する工程とを含むことを特徴としてい
る。Further, in the invention according to claim 2, after the start of heating of the heating means, a step of supplying a very small amount of the liquid to the heating device for a certain period of time to slightly flow the liquid in the heating means, Supplying the liquid at the predetermined flow rate to the heating means at the time when the certain time has elapsed, and simultaneously controlling the heating means so that the outlet temperature of the heating means is maintained at a predetermined target temperature. It is characterized by:
【0011】更に、請求項4に係る発明では、前記加熱
手段の加熱開始以後、この加熱装置に微少量の前記液体
を供給して該加熱手段内の液体を僅かに流動させる工程
と、前記加熱手段の出口温度を検出する工程と、前記出
口温度が所定の温度に達した時点で前記加熱手段に前記
所定流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手段の出口
温度が所定の目標温度に維持されるように前記加熱手段
を制御する工程とを含むことを特徴としている。Further, in the invention according to claim 4, after the start of heating of the heating means, a step of supplying a very small amount of the liquid to the heating device to slightly flow the liquid in the heating means, Detecting the outlet temperature of the means, and supplying the liquid at the predetermined flow rate to the heating means when the outlet temperature reaches a predetermined temperature, while maintaining the outlet temperature of the heating means at a predetermined target temperature. Controlling the heating means so as to perform the heating.
【0012】[0012]
(実施形態1)図1に示す液体加熱装置1は、半導体製
造ラインにおけるシリコンウエハの洗浄や、液晶製造ラ
インにおけるガラス基板の洗浄等に使用される超純水を
加熱するものであり、加熱された超純水を排出するため
の出口2と、加熱すべき常温の超純水を導入するための
入口3と、上記出口2と入口3間に直列に介在させた加
熱ユニット4−1〜4−3および閉止弁5とを備えてい
る。(Embodiment 1) A liquid heating apparatus 1 shown in FIG. 1 is for heating ultrapure water used for cleaning a silicon wafer in a semiconductor production line and for cleaning a glass substrate in a liquid crystal production line. An outlet 2 for discharging the ultrapure water, an inlet 3 for introducing ultrapure water at room temperature to be heated, and heating units 4-1 to 4 interposed in series between the outlet 2 and the inlet 3. -3 and a closing valve 5.
【0013】加熱ユニット4−1〜4−3は、それぞれ
石英ガラスからなる所定容積の加熱容器に加熱源である
ハロゲンランプを適数本配設した構成を有し、上記加熱
容器内を流通する超純水を上記ハロゲンランプの輻射熱
によって加熱する。Each of the heating units 4-1 to 4-3 has a configuration in which a suitable number of halogen lamps as heating sources are arranged in a heating container having a predetermined volume made of quartz glass, and circulates through the heating container. Ultrapure water is heated by the radiant heat of the halogen lamp.
【0014】なお、この加熱ユニット4−1〜4−3の
構造は、例えば、特願平4−172560号等によって
公知であるので、ここでは、その構造についての詳細な
説明を省略する。The structure of the heating units 4-1 to 4-3 is known, for example, from Japanese Patent Application No. 4-172560, and a detailed description of the structure is omitted here.
【0015】上記入口3には、加圧された超純水が供給
され、また、閉止弁5は、常時において開けられた状態
にある。したがって、上記加熱ユニット4−1〜4−3
の加熱容器には、常時、上記超純水が流通している。Pressurized ultrapure water is supplied to the inlet 3, and the shut-off valve 5 is always open. Therefore, the heating units 4-1 to 4-3
The above ultrapure water is always flowing through the heating container.
【0016】いま、上記加熱ユニット4−1〜4−3の
加熱パワーをそれぞれQ1 〜Q3 、加熱ユニット4−1
〜4−3内の超純水の量を表す該ユニット4−1〜4−
3の内容積をそれぞれV、加熱ユニット4−1内で静止
した超純水をΔT1 度上昇させるための加熱時間を
t1 、加熱ユニット4−2内で静止した超純水をΔT2
度だけ上昇させるための加熱時間をt2 、加熱ユニット
4−3内の超純水をΔT3度上昇させるための加熱時間
をt3 とすると以下の関係が成立する。Now, the heating powers of the heating units 4-1 to 4-3 are respectively represented by Q 1 to Q 3 , and the heating units 4-1 to 4-3.
The units 4-1 to 4--4 representing the amount of ultrapure water in
3, the heating time for raising the ultrapure water stopped in the heating unit 4-1 by ΔT 1 degree is t 1 , and the ultrapure water stopped in the heating unit 4-2 is ΔT 2
Assuming that the heating time for increasing the temperature by t 2 is t 2 and the heating time for increasing the ultrapure water in the heating unit 4-3 by ΔT 3 is t 3 , the following relationship is established.
【0017】 Q1 =A0 ×ΔT1 ×V/t1 …(1) Q2 =A0 ×ΔT2 ×V/t2 …(2) Q3 =A0 ×ΔT3 ×V/t3 …(3) ただし、A0 :定数Q 1 = A 0 × ΔT 1 × V / t 1 (1) Q 2 = A 0 × ΔT 2 × V / t 2 (2) Q 3 = A 0 × ΔT 3 × V / t 3 ... (3) where A 0 is a constant
【0018】上記加熱ユニット4−1〜4−3の内容積
Vは既知であり、また、加熱ユニット4−1〜4−3の
加熱パワーQ1 ,Q2 およびQ3 (例えば、フルパワー
で24KW)も既知である。The internal volumes V of the heating units 4-1 to 4-3 are known, and the heating powers Q 1 , Q 2 and Q 3 of the heating units 4-1 to 4-3 (for example, at full power) 24 KW) is also known.
【0019】図1に示したコントローラ6には、加熱開
始前に上記内容積V、加熱パワーQ1 〜Q3 、超純水の
目標加熱温度TS (例えば、80℃)および該超純水の
初期温度T0 (例えば、23℃)が予め入力される。Before starting the heating, the controller 6 shown in FIG. 1 has the above internal volume V, the heating powers Q 1 to Q 3 , the target heating temperature T S of ultrapure water (for example, 80 ° C.) and the ultrapure water. the initial temperature T 0 (for example, 23 ° C.) are input in advance.
【0020】そして、コントローラ6は、上記(1)〜
(3)式と下記温度条件とに基づいて、上記加熱時間t
1 ,t2 およびt3 を演算する。The controller 6 performs the operations (1) to (4)
Based on the equation (3) and the following temperature conditions, the heating time t
1, calculates the t 2 and t 3.
【0021】 [0021]
【0022】コントローラ6に、加熱スタート信号が入
力されると、該コントローラ6によって前記閉止弁5が
閉じられる。この結果、装置1内での超純水の流通が停
止され、このとき、加熱ユニット4−1〜4−3の加熱
容器には、該容器の容積Vに対応した量の温度T0 の超
純水が静止状態で充填されている。When a heating start signal is inputted to the controller 6, the closing valve 5 is closed by the controller 6. This results in stopping the flow of the ultrapure water in the apparatus 1, this time, the heating vessel of the heating units 4-1 to 4-3, the ultra-temperature T 0 of the amount corresponding to the volume V of the vessel Pure water is filled at rest.
【0023】一方、コントローラ6は、上記スタート信
号の入力時点で、加熱ユニット4−1をフルパワーで加
熱動作させるとともに、この加熱動作の開始後、(t1
−t2 )時間が経過した時点で加熱ユニット4−2を、
更に、上記加熱動作の開始後、(t1 −t3 )時間が経
過した時点で加熱ユニット4−3をそれぞれフルパワー
で加熱動作させる。On the other hand, the controller 6 causes the heating unit 4-1 to perform a heating operation at full power at the time of inputting the start signal, and after starting the heating operation, (t 1)
-T 2 ) When the time has elapsed, the heating unit 4-2 is turned on.
Further, when the time (t 1 -t 3 ) elapses after the start of the heating operation, the heating units 4-3 are each heated with full power.
【0024】この結果、図2に示すように、上記加熱ユ
ニット4−1内の超純水の温度は、上記スタート信号の
入力時点から徐々に上昇し、時間t1 後にその値が(T
0 +ΔT1 )となる。[0024] Consequently, as shown in FIG. 2, the temperature of the ultrapure water above the heating unit 4-1, and gradually increases from the point of input of the start signal, the time t 1 later its value (T
0 + ΔT 1 ).
【0025】また、加熱ユニット4−2,4−3内の超
純水の温度は、上記スタート信号の入力時点から上記時
間(t1 −t2 ),(t1 −t3 )を経過した時点でそ
れぞれ上昇を開始し、時間t2 ,t3 後に、それぞれ値
(T0 +ΔT2 ),(T0 +ΔT3 )に到達する。The temperatures of the ultrapure water in the heating units 4-2 and 4-3 have passed the above-mentioned times (t 1 -t 2 ) and (t 1 -t 3 ) from the input of the start signal. The rising starts at the time point, and reaches the values (T 0 + ΔT 2 ) and (T 0 + ΔT 3 ) after the times t 2 and t 3 , respectively.
【0026】図2および上記(4)式から明らかなよう
に、上記値(T0 +ΔT1 )は、目標温度TS よりも若
干低く設定されているが、これは、何等かの要因で加熱
ユニット4−1の出口温度が目標温度TS を越えるよう
なことがないように配慮したものである。As is clear from FIG. 2 and the above equation (4), the above value (T 0 + ΔT 1 ) is set slightly lower than the target temperature T S. This is designed so that the outlet temperature of the unit 4-1 does not exceed the target temperature T S.
【0027】一方、コントローラ6は、上記時間t1 が
経過した時点で前記閉止弁5を開作動するとともに、予
設定目標温度TS と温度センサ7によって検出される加
熱ユニット4−1の出口温度とに基づいて、それらの温
度の偏差が零となるように、つまり、上記出口温度が目
標温度TS に維持されるように各加熱ユニット4−1〜
4−3の加熱パワーを制御する。On the other hand, the controller 6 opens the closing valve 5 when the time t 1 has elapsed, and sets the preset target temperature T S and the outlet temperature of the heating unit 4-1 detected by the temperature sensor 7. Based on the above, each of the heating units 4-1 to 4-1 is set such that the deviation between the temperatures becomes zero, that is, the outlet temperature is maintained at the target temperature T S.
The heating power of 4-3 is controlled.
【0028】この結果、加熱ユニット4−1の出口から
は、目標温度TS に温度調整された超純水が流出する。
そして、この超純水は、図1に示した出口2を介して所
定のユースポイントに供給される。As a result, ultrapure water whose temperature has been adjusted to the target temperature T S flows out of the outlet of the heating unit 4-1.
Then, this ultrapure water is supplied to a predetermined use point via the outlet 2 shown in FIG.
【0029】なお、上記閉止弁5を開作動されてからの
加熱パワーの制御は、例えば、以下に示す態様で実施さ
れる。The control of the heating power after the closing valve 5 is opened is carried out, for example, in the following manner.
【0030】(1) 必要な加熱パワーの1/3を各加
熱ユニット4−1〜4−3にそれぞれ負担させる。 (2) 加熱ユニット4−2,4−3をフルパワー動作
させ、不足パワーを加熱ユニット4−1に負担させる。(1) One-third of the required heating power is applied to each of the heating units 4-1 to 4-3. (2) The heating units 4-2 and 4-3 are operated at full power, and the insufficient power is borne by the heating unit 4-1.
【0031】(実施形態2)次ぎに、超純水の流量を加
味した実施形態について説明する。加熱ユニット4−1
〜4−3に流量L0 の超純水を流通させた状態で、加熱
ユニット4−1の出口温度を初期温度T0 から目標温度
TS まで上昇させようとした場合、加熱ユニット4−1
〜4−3全体の必要加熱パワーQ0 は、下式(6)のよ
うに表わされる。(Embodiment 2) Next, an embodiment taking into account the flow rate of ultrapure water will be described. Heating unit 4-1
~4-3 ultrapure water flow L 0 while being circulated, when the outlet temperature of the heating units 4-1 to attempts to increase from an initial temperature T 0 to the target temperature T S, the heating unit 4-1
The required heating power Q 0 of the entire 4−4-3 is represented by the following equation (6).
【0032】 Q0 =AO ×(TS −T0 )×L0 …(6) ただし、AO :定数 L0 :超純水の流量Q 0 = A O × (T S −T 0 ) × L 0 (6) where A O : constant L 0 : flow rate of ultrapure water
【0033】そこで、上記コントローラ6は、予め入力
される上記初期温度T0 、目標温度TS および流量L0
と、上記(6)式の関係とに基づいて上記の必要加熱パ
ワーQ0 を演算する。Therefore, the controller 6 sets the initial temperature T 0 , the target temperature T S, and the flow rate L 0 , which are input in advance.
The required heating power Q 0 is calculated based on the relationship of the above equation (6).
【0034】いま、例えば、上記目標温度TS を80
℃、初期温度T0 を23℃、流量L0を15(l/mi
n)とすると、上記必要加熱パワーQ0 は下式(7)の
ように演算される。Now, for example, the target temperature T S is set to 80
° C, the initial temperature T 0 is 23 ° C, and the flow rate L 0 is 15 (l / mi).
If n), the required heating power Q 0 is calculated as in the following equation (7).
【0035】 [0035]
【0036】したがって、例えば、各加熱ユニット4−
1〜4−3に均等な加熱パワーを発生させる場合には、
それらの加熱ユニット4−1〜4−3の加熱パワーをQ
0 /3=20KWに設定することになる。Therefore, for example, each heating unit 4-
In order to generate a uniform heating power in 1 to 4-3,
The heating power of these heating units 4-1 to 4-3 is Q
It will be set to 0/3 = 20KW.
【0037】そして、この場合、加熱ユニット4−1の
加熱時間t1 は、該ユニット4−1の内容積Vを4リッ
トルとすると、下式(8)のように求められる。In this case, the heating time t 1 of the heating unit 4-1 is obtained by the following equation (8), assuming that the internal volume V of the unit 4-1 is 4 liters.
【0038】 [0038]
【0039】そこで、コントローラ6は、加熱開始時に
閉止弁5を閉じ、同時に、加熱ユニット4−1にQ0 /
3=20KWのパワーを発生させる。そして、上記加熱
開始時点から16秒(t1 /3)が経過した時点と、該
経過時点から更に16秒が経過した時点でそれぞれ加熱
ユニット4−2,4−3に20KWのパワーを発生さ
せ、その後、上記加熱開始時点からt1 時間が経過した
時点で上記閉止弁5を開くとともに、センサ7の出力に
基づいて加熱ユニット4−1の出口温度が目標温度TS
に維持されるように各加熱ユニット4−1〜4−3の加
熱パワーを制御する。Therefore, the controller 6 closes the shut-off valve 5 at the start of heating, and at the same time, sends Q 0 /
3 = 20 kW of power is generated. Then, a time of 16 seconds from the heating start time (t 1/3) has elapsed, to generate the power of 20KW, each heating unit 4-2, 4-3 at the time of further 16 seconds from the elapsed time has passed , then, is opened the stop valve 5 at the time t 1 hour from the start of heating time has elapsed, the outlet temperature is the target temperature of the heating units 4-1 on the basis of the output of the sensor 7 T S
The heating power of each of the heating units 4-1 to 4-3 is controlled so as to be maintained at the same value.
【0040】超純水の流量L0 を加味した上記実施形態
によれば、閉止弁4の開時点における各加熱ユニット4
−1〜4−3の出口温度を、それぞれ図3に例示した最
終目標温度80℃,61℃および,42℃に可及的に近
付けることができるので、図2における温度制定時間Δ
t1 を短縮することができる。According to the above embodiment in consideration of the flow rate L 0 of ultrapure water, the heating unit in the open time of the shut-off valve 4 4
Since the outlet temperatures -1 to 4-3 can be made as close as possible to the final target temperatures 80 ° C., 61 ° C., and 42 ° C. shown in FIG. 3, respectively, the temperature setting time Δ in FIG.
t 1 can be shortened.
【0041】なお、上記においては、加熱ユニット4−
1〜4−3にそれぞれ均等な加熱パワーQ0 /3(20
KW)を発生させているが、これらの加熱ユニット4−
1〜4−3の加熱パワーの総和がQ0 になるという条件
が満たされれば、加熱ユニット4−1〜4−3に負担さ
せる加熱パワーの大きさは任意に設定することができ
る。In the above description, the heating unit 4-
1~4-3 equal respectively to a heating power Q 0/3 (20
KW), these heating units 4-
If the conditions are satisfied that the sum of the heating power of 1~4-3 becomes Q 0, the size of the heating power to be borne to the heating unit 4-1 to 4-3 can be set arbitrarily.
【0042】ところで、上記実施形態1に係る加熱方法
をより精度良く実施するには、超純水の初期温度T0 を
実際に検出することがことが望ましく、また、上記実施
形態2に係る加熱方法をより精度良く実施するには、上
記初期温度T0 と流量L0 の双方を実際に検出すること
がことが望ましい。Incidentally, in order to carry out the heating method according to the first embodiment more accurately, it is desirable to actually detect the initial temperature T 0 of the ultrapure water. To implement the method more accurately, it is desirable to actually detect both the initial temperature T 0 and the flow rate L 0 .
【0043】図4に示すように、上記初期温度T0 と流
量L0 の双方を検出するためには、前記入口3と閉止弁
5との間に流量センサ8および温度センサ9を介在させ
るとともに、該閉止弁5の流入側端と前記出口2との間
に閉止弁10を介在させれば良く、また、上記初期温度
T0 のみを検出する場合には、上記流量センサ8を省略
すれば良い。As shown in FIG. 4, in order to detect both the initial temperature T 0 and the flow rate L 0 , a flow rate sensor 8 and a temperature sensor 9 are interposed between the inlet 3 and the shut-off valve 5. , it is sufficient interposed shutoffs 10 between the inlet end of the closed check valve 5 and the outlet 2, also in the case of detecting only the initial temperature T 0, if omitted the flow rate sensor 8 good.
【0044】図4において、コントローラ6は、閉止弁
5の閉時もしくは閉後に閉止弁10を開く。これによ
り、入口3から流入した超純水は、流量センサ8、温度
センサ9および閉止弁10を介して出口2から流出する
ことになり、その結果、センサ8および9によって超純
水の実際の流量L0 および初期温度T0 をそれぞれ検出
することができる。なお、上記閉止弁10は、閉止弁5
が再び開かれる時点以前に閉じられる。In FIG. 4, the controller 6 opens the closing valve 10 when or after the closing valve 5 is closed. As a result, the ultrapure water flowing from the inlet 3 flows out of the outlet 2 via the flow rate sensor 8, the temperature sensor 9, and the shut-off valve 10, and as a result, the actual ultrapure water is detected by the sensors 8 and 9. The flow rate L 0 and the initial temperature T 0 can be respectively detected. The closing valve 10 is provided with a closing valve 5.
Is closed before it is reopened.
【0045】(実施形態3)前記各実施形態1,2にお
いては、閉止弁5が閉じられてから再び開けられるまで
の間、各加熱ユニット4−1〜4−3内で超純水が完全
静止している。この超純水の静止期間は短いので、この
期間に前記有害菌が発生する確率は極めて低いが、より
信頼性の高い超純水を供給するには、上記加熱ユニット
4−1〜4−3に微小流量の超純水を流して、該超純水
が完全静止した状態になるのを回避することが望まし
い。(Embodiment 3) In each of Embodiments 1 and 2, ultrapure water is completely contained in each of the heating units 4-1 to 4-3 from when the shut-off valve 5 is closed until it is opened again. It is stationary. Since the quiescent period of the ultrapure water is short, the probability that the harmful bacteria are generated during this period is extremely low. However, in order to supply more reliable ultrapure water, the heating units 4-1 to 4-3 are required. It is desirable to flow ultrapure water at a very small flow rate to prevent the ultrapure water from becoming completely stationary.
【0046】上記超純水の完全静止を防止するには、上
記閉止弁5に代えて、図5に示すような死水防止弁5a
付の閉止弁5′を使用するか、図6に示すような微小流
量弁13を閉止弁5に併設すれば良い。また、上記閉止
弁4に代えて図示していない自動流量調整弁を配設し、
この調整弁を制御して上記微小流量の超純水の流通を実
現するようにしても良い。To prevent the ultrapure water from completely stopping, the dead water prevention valve 5a shown in FIG.
6 may be used, or a minute flow valve 13 as shown in FIG. In addition, an automatic flow control valve (not shown) is provided in place of the close valve 4,
The control valve may be controlled to realize the flow of the ultrapure water at the minute flow rate.
【0047】(実施形態4)上記のように、加熱ユニッ
ト4−1〜4−3に微小流量の超純水を流せば、該各加
熱ユニット4−1〜4−3内で超純水が僅かに流通する
ので、それらの加熱ユニット4−1〜4−3の出口にお
ける超純水の温度(出口温度)を検出することが可能に
なる。(Embodiment 4) As described above, if a very small amount of ultrapure water is allowed to flow through the heating units 4-1 to 4-3, the ultrapure water is generated in each of the heating units 4-1 to 4-3. Since it flows slightly, it becomes possible to detect the temperature (outlet temperature) of the ultrapure water at the outlets of the heating units 4-1 to 4-3.
【0048】そこで、図7に示すように、加熱ユニット
4−1の出口温度を前記温度センサ7で、また、加熱ユ
ニット4−2,4−3の出口温度を温度センサ11,1
2でそれぞれ検出すれば、これらのセンサ7,11およ
び12の出力に基づいて加熱ユニット4−1〜4−3の
出口温度を制御することができる。As shown in FIG. 7, the outlet temperature of the heating unit 4-1 is measured by the temperature sensor 7, and the outlet temperatures of the heating units 4-2 and 4-3 are measured by the temperature sensors 11, 1.
2, the outlet temperatures of the heating units 4-1 to 4-3 can be controlled based on the outputs of these sensors 7, 11 and 12.
【0049】なお、図7の加熱装置1では、上記死水防
止弁5a付の閉止弁5′を採用している。The heating device 1 shown in FIG. 7 employs the closing valve 5 'with the dead water prevention valve 5a.
【0050】この図7の加熱装置1のコントローラ6
は、前記加熱スタート信号の入力時点で加熱ユニット4
−1〜4−3をそれぞれ例えばフルパワーで同時作動さ
せるので、各加熱ユニット4−1〜4−3の出口温度
は、図8に例示したように時間と共に互いに同一の態様
で上昇する。The controller 6 of the heating device 1 shown in FIG.
Is the heating unit 4 when the heating start signal is input.
Since -1 to 4-3 are simultaneously operated at, for example, full power, the outlet temperatures of the heating units 4-1 to 4-3 increase in time in the same manner as shown in FIG.
【0051】そして、コントローラ6は、加熱ユニット
4−3に対して設定された目標出口温度(T0 +Δ
T3 )と、センサ12で検出される同ユニット4−3の
実出口温度とを比較し、この実出口温度が目標出口温度
(T0 +ΔT3 )に到達した時点で、両温度の偏差が零
となるように同ユニット4−3の電力を制御する。The controller 6 sets the target outlet temperature (T 0 + Δ) set for the heating unit 4-3.
T 3 ) is compared with the actual outlet temperature of the same unit 4-3 detected by the sensor 12. When the actual outlet temperature reaches the target outlet temperature (T 0 + ΔT 3 ), the deviation between the two temperatures is calculated. The power of the unit 4-3 is controlled to be zero.
【0052】同様に、コントローラ6は、加熱ユニット
4−2の実出口温度が目標出口温度(T0 +ΔT2 )に
到達した時点で、両温度の偏差が零となるように同ユニ
ットの電力を制御し、また、加熱ユニット4−1の実出
口温度が目標出口温度(T0+ΔT1 )に到達した時点
で、両温度の偏差が零となるように同ユニットの電力を
制御する。Similarly, when the actual outlet temperature of the heating unit 4-2 reaches the target outlet temperature (T 0 + ΔT 2 ), the controller 6 controls the power of the heating unit 4-2 so that the difference between the two temperatures becomes zero. Also, when the actual outlet temperature of the heating unit 4-1 reaches the target outlet temperature (T 0 + ΔT 1 ), the power of the heating unit 4-1 is controlled so that the deviation between the two temperatures becomes zero.
【0053】この実施形態によれば、加熱ユニット4−
1の実出口温度が上記目標出口温度(T0 +ΔT1 )に
到達した時点で閉止弁5′を開ければよいので、この閉
止弁5′の開時点を演算する必要がない。According to this embodiment, the heating unit 4-
It is only necessary to open the closing valve 5 'when the actual outlet temperature 1 reaches the target outlet temperature (T 0 + ΔT 1 ), so there is no need to calculate the opening time of the closing valve 5'.
【0054】(実施形態5)前記実施形態1では、図2
に示したように、加熱ユニット4−1〜4−3を順次加
熱動作させているが、図9に示したように、これらの加
熱ユニット4−1〜4−3を同時に加熱動作させること
も可能である。(Embodiment 5) In the above-described Embodiment 1, FIG.
As shown in FIG. 9, the heating units 4-1 to 4-3 are sequentially heated, but as shown in FIG. 9, these heating units 4-1 to 4-3 may be simultaneously heated. It is possible.
【0055】すなわち、加熱ユニット4−1の出口温度
を所期温度T0 からT0 +ΔT1 まで上昇させるための
同ユニット4−1の加熱時間t1 ′は、このユニット4
−1の加熱パワーQ1 を設定することにより、前記
(1)式に準じた下式(1)′によって与えられる。That is, the heating time t 1 ′ of the heating unit 4-1 for raising the outlet temperature of the heating unit 4-1 from the desired temperature T 0 to T 0 + ΔT 1 is determined by the unit 4
By setting the heating power Q 1 to −1, it is given by the following equation (1) ′ according to the above equation (1).
【0056】Q1 =A0 ×ΔT1 ×V/t1 ′…
(1)′同様に、加熱ユニット4−2の出口温度を時間
t1 ′で所期温度T0 からT0+ΔT2 まで上昇させる
ための該加熱ユニット4−2の加熱パワーQ2 は、前記
(2)式に準じた下式(2)′によって与えられ、ま
た、加熱ユニット4−3の出口温度を時間t1 ′で所期
温度T0 からT0 +ΔT3 まで上昇させるための該加熱
ユニット4−3の加熱パワーQ3 は、前記(3)式に準
じた下式(3)′によって与えられる。Q 1 = A 0 × ΔT 1 × V / t 1 ′
(1) 'Similarly, the outlet temperature time t 1 of the heating unit 4-2' heating power Q 2 of the heating unit 4-2 for increasing the desired temperature T 0 to T 0 + [Delta] T 2 in the This heating is given by the following equation (2) ′ according to the equation (2), and is used to raise the outlet temperature of the heating unit 4-3 from the desired temperature T 0 to T 0 + ΔT 3 at time t 1 ′. heating power Q 3 units 4-3 is given by the (3) the following formula in accordance with formula (3) '.
【0057】 Q2 =A0 ×ΔT2 ×V/t1 ′…(2)′ Q3 =A0 ×ΔT3 ×V/t1 ′…(3)′Q 2 = A 0 × ΔT 2 × V / t 1 ′ (2) ′ Q 3 = A 0 × ΔT 3 × V / t 1 ′ (3) ′
【0058】そこで、図1に示したコントローラ6に上
記加熱時間t1 と加熱パワーQ2 ,Q3 を演算させ、そ
の後、前記スタート信号が該コントローラ6に入力され
た時点で各加熱ユニット4−1〜4−3を同時に加熱動
作させる。Then, the controller 6 shown in FIG. 1 is made to calculate the heating time t 1 and the heating powers Q 2 and Q 3. Then, when the start signal is inputted to the controller 6, each heating unit 4- 1 to 4-3 are simultaneously heated.
【0059】この場合、(1)′式における加熱ユニッ
ト4−1の加熱パワーQ1 は、例えばフルパワー(例え
ば、24KW)に設定され、また、温度上昇値ΔT
1 は、前記目標温度TS より若干低めに設定される。そ
して、上記(2),(3)式における温度上昇値Δ
T2 ,ΔT3 は、加熱ユニット4−2,4−3の各加熱
パワーQ2 ,Q3 が、たとえば、67%パワー(24K
W×0.67),33%パワー(24KW×0.33)
になるように設定される。In this case, the heating power Q 1 of the heating unit 4-1 in the equation (1) ′ is set to, for example, full power (for example, 24 KW), and the temperature rise value ΔT
1 is set slightly lower than the target temperature T S. Then, the temperature rise value Δ in the above equations (2) and (3)
T 2, [Delta] T 3 is that each heating power Q 2, Q 3 of the heating unit 4-2 and 4-3, for example, 67% power (24K
W × 0.67), 33% power (24KW × 0.33)
Is set to be
【0060】各加熱ユニット4−1〜4−3に対しこの
ようなパワー配分を行っておけば、図1に例示した態様
でそれらの加熱ユニット4−1〜4−3の出口温度が上
昇することになる。なお、図1に示した閉止弁5は、上
記加熱時間t1 ′が終了した時点で開かれる。If such power distribution is performed for each of the heating units 4-1 to 4-3, the outlet temperatures of the heating units 4-1 to 4-3 increase in the manner illustrated in FIG. 1. Will be. The closing valve 5 shown in FIG. 1 is opened when the heating time t 1 ′ ends.
【0061】以上の説明から明らかなように、この実施
形態の場合、加熱ユニット4−2および4−3の加熱時
間の計算が不要となる。As is clear from the above description, in the case of this embodiment, it is not necessary to calculate the heating time of the heating units 4-2 and 4-3.
【0062】上記各実施形態によれば、加熱ユニット4
−1〜4−3内の超純水を静止もしくはほぼ静止した状
態で加熱するので、図10に実線で示したように、加熱
ユニット4−1の出口温度が極めて短い待ち時間ta で
目標加熱温度TS に到達することになり、したがって、
上記シリコンウエハ等の洗浄作業を速やかに開始するこ
とができるとともに、超純水や電力の無駄な消費を可及
的に低減することができる。According to each of the above embodiments, the heating unit 4
Since the ultrapure water in -1~4-3 heated in a stationary or a state of substantially stationary, as indicated by the solid line in FIG. 10, the target in an extremely short latency t a outlet temperature of the heating units 4-1 The heating temperature T S will be reached, and therefore
The cleaning operation of the silicon wafer or the like can be started promptly, and wasteful consumption of ultrapure water and electric power can be reduced as much as possible.
【0063】もし、上記閉止弁5が開かれている状態で
加熱ユニット4−1〜4−3の加熱動作を開始した場
合、該加熱ユニット4−1〜4−3が流通状態の超純水
を加熱することになり、その結果、図10に鎖線で示す
ように、加熱ユニット4−1の出口温度が目標加熱温度
TS に到達するまでに極めて長い待ち時間tb を要する
ことになる。If the heating operation of the heating units 4-1 to 4-3 is started in a state where the closing valve 5 is open, the heating units 4-1 to 4-3 are supplied with the ultrapure water in a flowing state. It will be heated. as a result, as shown by the chain line in FIG. 10, the outlet temperature of the heating unit 4-1 it takes a very long waiting time t b before reaching the target heating temperature T S.
【0064】そして、この場合、上記時間tb の経過中
に出口2から送り出される多量の超純水を廃棄処分しな
ければならず、しかも、この廃棄される超純水の加熱に
要した電力が無駄になる。[0064] In this case, it is necessary to dispose a large amount of ultra-pure water fed from the outlet 2 in the course of the time t b, moreover, the power required for heating the ultrapure water to be the discarded Is wasted.
【0065】なお、上記各実施形態においては、3つの
加熱ユニット4−1〜4−3を直列接続しているが、本
発明は1つの加熱ユニットを用いた場合、あるいは2ま
たは4以上の加熱ユニット4−1〜4−3を直列接続し
た場合でも実施可能である。更に、図11に示すよう
に、直列接続した複数(この例では3)の加熱ユニット
4群を互いに並列接続した場合でも実施可能である。In each of the above embodiments, three heating units 4-1 to 4-3 are connected in series. However, the present invention employs one heating unit or two or four or more heating units. The present invention can be implemented even when the units 4-1 to 4-3 are connected in series. Further, as shown in FIG. 11, the present invention can be implemented even when a plurality of (three in this example) heating units 4 connected in series are connected in parallel to each other.
【0066】また上記各実施形態では、超純水を加熱し
ているが、本発明は、この超純水以外の液体の加熱にも
当然適用することができる。In each of the above embodiments, ultrapure water is heated. However, the present invention can naturally be applied to the heating of liquids other than ultrapure water.
【0067】[0067]
【発明の効果】本発明によれば、液体を静止もしくはほ
ぼ静止させた状態で加熱するので、加熱手段の出口温度
が極めて短い待ち時間で目標温度に到達することにな
る。したがって、シリコンウエハ等の洗浄に使用する超
純水の加熱に適用すれば、その洗浄作業を速やかに開始
することができるとともに、超純水や電力の無駄な消費
を可及的に低減することができる。According to the present invention, since the liquid is heated in a stationary or almost stationary state, the outlet temperature of the heating means reaches the target temperature in a very short waiting time. Therefore, if the present invention is applied to heating of ultrapure water used for cleaning silicon wafers and the like, the cleaning operation can be started promptly, and wasteful consumption of ultrapure water and electric power is reduced as much as possible. Can be.
【図1】本発明が適用される液体加熱装置の一構成を示
すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing one configuration of a liquid heating device to which the present invention is applied.
【図2】図1の装置における各加熱ユニットの出口温度
の変化態様を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing a change in outlet temperature of each heating unit in the apparatus of FIG.
【図3】各加熱ユニットの目標出口温度を示すブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing a target outlet temperature of each heating unit.
【図4】本発明が適用される液体加熱装置の他の構成を
示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing another configuration of the liquid heating apparatus to which the present invention is applied.
【図5】死水防止弁が付属した閉止弁の記号図。FIG. 5 is a symbol diagram of a stop valve provided with a dead water prevention valve.
【図6】閉止弁に微小流量弁を併設した状態を示す記号
図。FIG. 6 is a symbol diagram showing a state in which a minute flow valve is provided in addition to a close valve.
【図7】本発明が適用される液体加熱装置の他の構成を
示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing another configuration of the liquid heating apparatus to which the present invention is applied.
【図8】図7の装置における各加熱ユニットの出口温度
の変化態様を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing how the outlet temperature of each heating unit changes in the apparatus of FIG. 7;
【図9】各加熱ユニットに配分された加熱パワーに基づ
く該各加熱ユニットの出口温度の変化態様を示すグラ
フ。FIG. 9 is a graph showing how the outlet temperature of each heating unit changes based on the heating power allocated to each heating unit.
【図10】待ち時間の比較図。FIG. 10 is a comparison diagram of waiting time.
【図11】加熱ユニットの他の配列構成を示すブロック
図。FIG. 11 is a block diagram showing another arrangement configuration of the heating unit.
1 加熱装置 2 出口 3 入口 4,4−1〜4−3 加熱ユニット 5,5′,10 閉止弁 5a 死水防止弁 6 コントローラ 7,9,11,12 温度センサ 8 流量センサ 13 微小流量弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating device 2 Outlet 3 Inlet 4, 4-1 to 4-3 Heating unit 5, 5 ', 10 Shut-off valve 5a Dead water prevention valve 6 Controller 7, 9, 11, 12 Temperature sensor 8 Flow rate sensor 13 Micro flow rate valve
Claims (4)
加熱する加熱装置に適用され、 前記加熱手段の加熱開始以後、この加熱手段への前記液
体の供給を一定時間停止して該加熱手段内の液体を静止
状態にする工程と、 前記一定時間が経過した時点で前記加熱手段に前記所定
流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手段の出口温度
が所定の目標温度に維持されるように前記加熱手段を制
御する工程とを含むことを特徴とする液体加熱方法。1. A heating apparatus for applying a predetermined flow rate of liquid to a heating means to heat the heating means. After the heating of the heating means is started, the supply of the liquid to the heating means is stopped for a certain period of time. Bringing the liquid in the stationary state into a stationary state, and supplying the liquid at the predetermined flow rate to the heating means at the time when the predetermined time has elapsed, so that the outlet temperature of the heating means is maintained at a predetermined target temperature at the same time. And a step of controlling the heating means.
加熱する加熱装置に適用され、 前記加熱手段の加熱開始以後、この加熱装置に微少量の
前記液体を一定時間供給して該加熱手段内の液体を僅か
に流動させる工程と、 前記一定時間が経過した時点で前記加熱手段に前記所定
流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手段の出口温度
が所定の目標温度に維持されるように前記加熱手段を制
御する工程とを含むことを特徴とする液体加熱方法。2. The method according to claim 1, wherein the heating unit is configured to supply a predetermined amount of liquid to the heating unit and heat the heating unit by heating the heating unit. A step of causing the liquid in the liquid to flow slightly, and supplying the liquid at a predetermined flow rate to the heating means at the time when the predetermined time has elapsed, and at the same time, keeping the outlet temperature of the heating means at a predetermined target temperature. And a step of controlling the heating means.
度が前記目標温度を越えないように設定される請求項1
または2に記載の液体加熱方法。3. The fixed time is set such that the outlet temperature of the heating means does not exceed the target temperature.
Or the liquid heating method according to 2.
加熱する加熱装置に適用され、 前記加熱手段の加熱開始以後、この加熱装置に微少量の
前記液体を供給して該加熱手段内の液体を僅かに流動さ
せる工程と、 前記加熱手段の出口温度を検出する工程と、 前記出口温度が所定の温度に達した時点で前記加熱手段
に前記所定流量の液体を供給し、同時に、前記加熱手段
の出口温度が所定の目標温度に維持されるように前記加
熱手段を制御する工程とを含むことを特徴とする液体加
熱方法。4. Applied to a heating device for heating a liquid by flowing a predetermined amount of liquid through a heating device, and after starting heating of the heating device, supplying a small amount of the liquid to the heating device to supply the liquid in the heating device. A step of slightly flowing a liquid; a step of detecting an outlet temperature of the heating unit; and a step of supplying the liquid at a predetermined flow rate to the heating unit when the outlet temperature reaches a predetermined temperature. Controlling the heating means so that the outlet temperature of the means is maintained at a predetermined target temperature.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19582497A JPH1137558A (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Liquid heating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19582497A JPH1137558A (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Liquid heating method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1137558A true JPH1137558A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16347620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19582497A Pending JPH1137558A (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Liquid heating method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1137558A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108204680A (en) * | 2017-12-29 | 2018-06-26 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | Calculate method, the electric heater of electric heater residue bathing time |
JP2020098091A (en) * | 2018-11-13 | 2020-06-25 | グラコ フルイド ハンドリング (エイチ) インコーポレーテッドGraco Fluid Handling (H) Inc. | On-demand heater and temperature control system and related process |
CN111936799A (en) * | 2018-04-04 | 2020-11-13 | 株式会社Kelk | Fluid heating device |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP19582497A patent/JPH1137558A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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